25、太空定居与太阳能追踪：创新技术探索

太空定居与太阳能追踪：创新技术探索

1. 太空定居中自我复制机器人的概念验证

在太空定居的探索中，通过植物培育来实现自我复制机器人系统是一个具有前瞻性的项目。该项目的核心原理基于植物纤维的独特特性，这些特性包括：
- 低太空运输负载 ：植物纤维质量轻，便于在太空运输中携带。
- 高机械性能 ：能够提供足够的强度和稳定性，以满足机器人结构的需求。
- 生产灵活性和可扩展性 ：可以根据不同的需求进行灵活生产和大规模扩展。

为验证这一基本实施策略，已经实现了一个能够种植竹子的机器人原型。这一原型的成功意味着我们在利用植物资源构建太空机器人系统方面迈出了重要的一步。

2. 太阳能追踪机制设计的背景与意义

2015 年，联合国通过了 2030 年可持续发展议程，其中多个目标涉及获取“可负担、可靠、可持续和现代的能源”。太阳能作为可再生能源中发展最快的领域之一，其技术主要通过在房屋和商业场所屋顶安装中小型光伏面板来获取能量。由于光伏技术的性能不仅受面板固有效率的影响，还与太阳的昼夜和季节性运动导致的入射太阳辐射密切相关，因此，使光伏面板适应太阳方向的机制设计至关重要。

3. 太阳能追踪的需求分析

• 太阳位置的表示 ：太阳的位置通常用极坐标图记录，包括海拔（或高度）角 $\alpha_s$ 和方位角 $\gamma_s$。海拔角表示太阳相对于水平面的角度，最小值在日出和日落时为 0°，最大值在南北回归线之间可达 90°；方位角表示太阳在